Випал порцеляни вище 1200 - 1250 С ведуть в нейтральній або слабоокіслітельной середовищі зі швидкістю, яка складає SO - SO0 З / ч з 2 - 3-годинний витримкою при кінцевій температурі.
Випал порцеляни й фаянсу переважно проводиться в Капсель, які представляють собою короба різної форми і розмірів, виготовлені з вогнетривкої маси.
Для випалу порцеляни застосовуються тунельні і камерні печі, що дозволяють змінювати пічну газову середу в першому випадку по довжині печі, а в другому - за часом.
Температура випалу боро-кальцієвого порцеляни коливається в межах 1300 - 1350 залежно від змісту в масі окремих плавнів і призначення ізоляторів.
При випалюванні порцеляни вище 950 - 1000 С підтримується відновна газове середовище 2 - 4% СО. Вона служить для перекладу Ре2Оз в FeO. Це потрібно для запобігання мимовільного термічного розкладання Р2Оз, що відбувається при температурах вище 1280 С, коли черепок з пористого стає газонепроникним і газовиділення призводить до появи здуття в черепку. Процес відновлення Ре2Оз слід закінчувати до 1100 - 1150 С, поки черепок і глазур ще досить газопроникність. Час відновлення становить від 0 5 до 8 год, в залежності від товщини (3 - 100 м) стінки вироби. Утвориться FeO активно вступає у взаємодію з іншими компонентами, утворюючи легкоплавкі силікати слабо-блакитного кольору замість неприємної жовтуватого забарвлення сполук тривалентного заліза.
Підвищення температури випалу порцеляни в межах, що гарантують сохраіеніе форми виробів, обумовлює збільшення вмісту в ньому полевошпатового скла. Перевитрата порцеляни, що супроводжується підвищенням пористості, знижує просвечиваємость. Найкращі результати виходять при температурі випалу, що забезпечує найбільшу щільність фарфору.
Основною умовою випалу порцеляни, як і інших видів тонкої кераміки, є нагрів виробів за заданою температурної кривої при встановленому для кожного періоду випалу складі газового середовища. Хоча режим тисків і розрідження в різних частинах печі не впливає безпосередньо на процес утворення порцеляни, однак зміни складу газового середовища в різних частинах пічного простору, зумовлені змінами режиму тисків, можуть надати дуже істотний вплив на результати випалу - колір і структуру фарфорового вироби. Тому в технологічних картах відзначають тиск газів в різних пунктах печі для окремих періодів випалу і охолодження виробів.
Відбувається при випалюванні порцеляни, фаянсу, магнезіальною і інший тонкої кераміки, а також будівельної кераміки і алюмосилікатних вогнетривів процес спікання протікає в основному за рахунок дії рідкої фази. Він може супроводжуватися також зрощенням кристалічних новоутворень. Для алюмосилікатних вогнетривів до складу шихти плавні не вводяться, а рідка фаза утворюється при розкладанні глинистих речовин і за рахунок легкоплавких домішок. Процес випалу можна розділити на наступні основні періоди: досушка сирцю - видалення залишків механічно примешанной і гігроскопічної вологи; нагрів сирцю - видалення гпдратной вологи, розкладання вуглекислих і сірчанокислих солей лужних і лужноземельних металів, а також випалювання вуглецю; окислювальна витримка; відновна витримка, спікання черепка за рахунок утворення нових кристалічних речовин (муллит в порцелянових, фаянсових і кислототривких масах і ін.) і рідкої фази: охолодження виробів до початку затвердіння рідкої фази тіла вироби, а потім глазурі; остаточне охолодження виробів при затверділої рідкої фазі.
Винятком є процес випалу порцеляни, коли застосування електроенергії дозволяє знизити брак завдяки можливості тонкого регулювання процесу.
Червоний пинк при температурі випалу порцеляни нестійкий. При температурі 1350 - 1450 стійка тільки невелика частина окислів металів. Окис кобальту майже ніколи не вживають одну, так як вона при високій температурі дисоціює на закис кобальту і кисень, який, утворюючи бульбашки, зганяє глазур. Тому вважають за краще користуватися кобальтом у вигляді закису в з'єднанні з глиноземом в різних пропорціях, так як при цьому не відбувається приєднання кисню до закису кобальту.
Розглянемо ці процеси на прикладі випалу порцеляни. В результаті її взаємодії з кремнеземом і каоліном відбувається зрощення зерен. Подальше збільшення рідкої фази відбувається за рахунок розчинення цих компонентів, тому температура плавлення рідкої фази поступово зростає, а значить, процес випалу порцеляни повинен йти при поступовому підвищенні температури печі.
Відновлювальна витримка проводиться тільки при випалюванні порцеляни. Для напівпорцеляни, фаянсу і спеціальної кераміки вона не застосовується.
Автомати успішно застосовуються і при випалюванні порцеляни. Вимірювальний прилад визначає склад димових газів в печі і автоматично регулює доступ повітря. Таким чином економиться від 10 до 15% палива. Крім того застосування автоматів значно полегшує працю робітників, які обслуговують піч, і зводить до мінімуму ймовірність помилки при випалюванні.
Режим випалу стеатітових виробів відрізняється від випалу порцеляни, так як стеатитовий вироби мають короткий інтервал спікання, чим обумовлюються жорсткі вимоги до рівномірності температур по перетину пічної камери або каналу і до дотримання заданого режиму випалу.
Які нові мінерали утворюються в процесі випалу порцеляни.
Для виготовлення порцеляни застосовують високосортних, очищений отму-чування каолін. Випал порцеляни ведуть при 1350 - 1400 С. При цій температурі польовий шпат, що входить в порцелянову масу, плавиться, розчиняє кремнезем, утворюючи склоподібну масу. Чим вище температура печі, тим краще протікає сплавом, і тим більше виходить склоподібного матеріалу, від якого залежить стекловидность і прозорість порцеляни.
Залежність механічної міцності порцеляни від кількості склоподібної фази. | Вплив температури випалу на. Збільшення кількості плавнів в порцеляні і підвищення температури випалу сприяють підвищенню вмісту склоподібної фази і заповнення нею пір у виробах. Однак випал порцеляни при температурі, що перевищує встановлену для даної маси, призводить до виділення газів з полевошпатового скла, спучуванню порцеляни і зниження його якості.
У процесі випалювання керамічних виробів бере участь газове середовище. При випалюванні порцеляни до 1040 - 1080 С підтримується окислювальна газове середовище, щоб дати можливість всім процесам, пов'язаним з виділенням газоподібних продуктів, повністю закінчитися і газам вийти з черепка. При закритті пір рідким розплавом гази можуть викликати пузиріння розм'якшеної маси. З 1040 - - 1080 до 1230 - Ь 1250 З підтримується відновне середовище для відновлення окисних форм заліза в закисной за рахунок дифузії в пори черепка окису вуглецю.
До виявлення тріщин в пустотілому фарфоровому ізоляторі. Гідрофільність є місцевим дефектом, спостерігаються на одному з кінців ізолятора, тому зазвичай контроль проводять в поперечному напрямку, так як при поздовжньому прозвучить-вання результат усереднюється по всій довжині ізолятора і дефекти виявляються погано. Зі збільшенням температури випалу порцеляни швидкість звуку в ньому збільшується, а пористість зменшується.
Вироби з полікристалічних корундових волокон застосовуються в тих же місцях, що і алюмосилікатні. Наприклад, футерованная піч для випалювання порцеляни дає економію палива 20 - 35% і підвищення продуктивності на ЗО Ю% за рахунок прискорення оборотності печі, а викочування піч об'ємом 4 2 м3 для випалу порцеляни після повної заміни легковагій футерування на волокнисту дозволила знизити витрати на монтаж і зменшити цикл випалу.
При цьому наявна в матеріалі Fe2O3 переходить в FeO, що утворить з іншими компонентами маси силікати закису заліза білого кольору з легким блакитним опеньком. Використання відновлювальної середовища є відмінною рисою випалу порцеляни.
При високотемпературному випаленні сумішей силікатів реакції часто протікають не тільки в твердій, але і в рідкій фазі, що утворюється за рахунок плавлення отриманих речовин і за рахунок плавлення спеціально додаються речовин. Це спостерігається, наприклад, при випалюванні порцеляни і цементу. Рідка фаза утворюється на кордоні розділу твердих речовин; при охолодженні обпаленої матеріалу вона застигає і забезпечує зчеплення між частинками.
Вплив минерализаторов на освіту муллітж. При введенні апатиту в масу господарського порцеляни в якості мінералізатора тривалість випалу скорочується на 4 - 5 год. Добавка в якості мінералізатора ZnO дає зниження температури випалу порцеляни приблизно на 40е при більш високій муллітізаціі.
Піч Нафтопереробного заводу з випромінюють панельними пальниками. На рис. 105 і 106 показані камерні печі для випалення фарфору та кераміки. Обидві печі обладнані інжекційними Безполуменевий пальник середнього тиску ударного типу. Розпечені продукти згоряння надходять в робочий простір печей, нагрівають палючого вироби і видаляються через димовідвідні отвори в поду.
Важливе значення має не тільки загальна кількість лугів, що вводяться в порцелянову масу з польовим шпатом, але і їх склад. При цьому зменшується деформація виробів і розширюється інтервал температур, при яких зберігається спечену стан при випалюванні порцеляни.
Встановлено, що при введенні літієвих мінералів до складу порцелянових мас утворюються легкоплавкіевтектики, в результаті чого температура випалу порцеляни знижується; наявність таких евтектики сприяє також зародженню центрів кристалізації муллита в розплаві, збільшення розчинення і оплавлені-ності зерен кварцу в розплаві. Були розроблені раціональні склади лепідолітового і Сподумен-полевошпатового порцеляни. Впровадження сподуменовиє і лепідолітового порцеляни можливо без зміни технологічних процесів як при виготовленні маси і глазурі, так і при оформленні виробів. Додаткові витрати, пов'язані з використанням літієвих мінералів, компенсуються досягаються перевагами: зменшенням витрати палива, збільшенням оборотності обладнання, підвищенням продуктивності підприємств, зменшенням витрат на виготовлення капселів і на капітальний ремонт, зниженням шлюбу, підвищенням сортності продукції, розширенням палітри подглазурних фарб.